配煤煉焦基礎(chǔ)知識(shí)

第一章、煤的基礎(chǔ)知識(shí)
一、煤的形成
大約三十多億年以前，地球上就已經(jīng)有單細(xì)胞低等植物存在了。在整個(gè)地質(zhì)年代中的 某些時(shí)期內(nèi)，出于地球的 氣候溫暖、潮濕，而且有豐富的 礦物養(yǎng)料，因此植物生長(zhǎng)得持別高大和繁茂。這些落群生長(zhǎng)的 陸生植物，構(gòu)成了成煤的 物質(zhì)基礎(chǔ)。在漫長(zhǎng)的 地質(zhì)年代里，地球的造山運(yùn)動(dòng)和地殼不斷的 變動(dòng)，使有些落群生長(zhǎng)的 植物隨著地殼下沉，后來(lái)慢慢地被水淹沒(méi)，或者被山石覆蓋。在多水缺氧的 情況下，堆積在水中的 植物殘骸受一種“厭氧細(xì)菌”(不靠空氣而靠奪取植物遺體里的 養(yǎng)份而生成的 微生物)的 作用，脫去不穩(wěn)定的 含氧物質(zhì)(一般以二氧化碳和水的 形式除去)，使殘留物的 氧和氫的 含量減少，碳含量相對(duì)增高。與此同時(shí)，植物殘骸還受到其他生物化學(xué)作用，產(chǎn)生大量的 腐植酸及瀝青類(lèi)物質(zhì)。這種既合有植物殘骸未被分解的 族組成部份(如根、莖、葉、樹(shù)皮等)，又含有腐植酸，而且碳含量比植物殘骸高、水份比較大的 物質(zhì)稱(chēng)為泥炭。在泥炭形成的 過(guò)程中，往往出現(xiàn)植物生此交替和地殼不斷變動(dòng)的 情況。如果地殼垂直下沉的 速度與泥炭堆積的 速度差不多，泥炭層就會(huì)不斷地變厚；如果地殼垂直下沉的 速度比泥炭堆積的 速度大，隨著時(shí)間的 推移。泥炭層的 上面就會(huì)被沙土覆蓋而形成頂板，頂板越厚，泥炭受壓力和地?zé)岬?作用就越大。由于地?zé)岷蛪毫Φ?作用，使得泥炭中大分子縮合和構(gòu)化程度提高，C/H原子比增大氫和氧含量減少，泥炭就變成了褐煤。褐煤如果繼續(xù)不斷地受到增高的 溫度和壓力的 作用，就會(huì)引起內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的 進(jìn)一步變化，褐煤就逐漸變成了煙煤或無(wú)煙煤了。

二、煤的分類(lèi)
1、腐植煤
根據(jù)成煤的 原始物質(zhì)條件不同，自然界的 煤可分為三大類(lèi)，即腐植煤、殘植煤和腐泥煤。腐植煤是由高等植物形成的 ，在自然界中分布最廣，蘊(yùn)藏量最大，用途最廣；殘植煤是由高等植物中穩(wěn)定組份(樹(shù)皮、孢子、角質(zhì)、樹(shù)脂)富集而形成的 ；腐泥煤是由低等植物和少量浮游生物形成的 （藻類(lèi)、菌類(lèi)、地衣等），分布范圍小，煤層厚度不大。由于腐植煤分布范圍廣，且煤層厚度厚，是我國(guó)煤炭開(kāi)采的 主要對(duì)象，而且在煤炭利用和化學(xué)加工方面占有主要的 位置，因此，這里主要介紹腐植煤的 相關(guān)知識(shí)！
2、腐植煤的 分類(lèi)
腐植煤的 成煤過(guò)程主要分四個(gè)階段：
泥炭→褐煤→煙煤→無(wú)煙煤。
煤的 最初形態(tài)就是泥炭，這在前面已經(jīng)介紹，下面主要介紹一下后面煤的 三種形態(tài)。
2.1褐煤
褐煤含炭在45～70%，分低級(jí)和高級(jí)兩種。低級(jí)褐煤呈現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的 木材纖維結(jié)構(gòu)，這是有植物殘骸變成煤的 具體證明，其組織疏密不等，顏色灰褐。高級(jí)褐煤沒(méi)有明顯的 植物殘骸式木質(zhì)殘骸的 痕跡，顏色由褐而黑。褐煤的 主要特征是水份高（25～30%），熱量小，放置空氣中易變成粉末，無(wú)焦粘性，不能做煉焦用煤。
2.2煙煤
煙煤的 顏色由暗黑而亮黑，固定碳高（82%左右），發(fā)熱量大，它的 揮發(fā)份含量一般在11～45%之間，具有一定的 焦粘性，但煙煤種類(lèi)較多，性質(zhì)差異也較大，后面將會(huì)做詳細(xì)介紹。
無(wú)煙煤硬度較大，顏色黑亮有光澤，斷口銳利，所含熱量（約900～9200大卡）和碳（95%左右）很高，主要做動(dòng)力燃料。
上述煤種中煙煤最適于焦化生產(chǎn)煉焦，是本教材研究的 重點(diǎn)，有時(shí)可根據(jù)具體情況使用少量的 無(wú)煙煤混配煉焦。
3、煙煤的 分類(lèi)
按照我國(guó)目前的 分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，主要是以煤的 揮發(fā)份和粘結(jié)指數(shù)來(lái)劃分種類(lèi)。對(duì)于粘結(jié)性較強(qiáng)的 煤種，以揮發(fā)份和膠質(zhì)層厚度、奧亞膨脹度來(lái)分類(lèi)。煙煤主要分為氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤、1/3焦煤、弱粘煤等。從實(shí)際使用效果等方面來(lái)分析，上述分類(lèi)方法是比較簡(jiǎn)單的 ，所分種類(lèi)存在一些問(wèn)題。國(guó)際煤炭分類(lèi)有三個(gè)指標(biāo)，即揮發(fā)份、粘結(jié)性（自由膨脹序數(shù)和羅加指數(shù)）、結(jié)焦性（膨脹性試驗(yàn)、葛金試驗(yàn)），所分煤種較多也比較細(xì)。
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
4、煙煤的 工藝性質(zhì)
煙煤的 工藝性質(zhì)是指煤炭在?a定的 加工工藝條件下或某些轉(zhuǎn)化過(guò)程中所呈現(xiàn)的 特性。如煤的 粘結(jié)性、結(jié)焦性、可選性、低溫干餾性、反應(yīng)性、機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、結(jié)渣性、灰熔點(diǎn)、灰粘度和煤的 發(fā)熱量等。煉焦通常研究它的 粘結(jié)性和結(jié)焦性。
煤的 粘結(jié)性是指煙煤在干餾時(shí)粘結(jié)其本身或加入惰性物的 能力，即粉碎后的 煤在隔絕空氣下加熱，有機(jī)物的 熱解形成膠質(zhì)體，經(jīng)氣液固三相互相作用，變形粒之間或變形粒子與惰性顆粒間結(jié)合的 特性能力。這種特性表征為煤加熱生成膠質(zhì)體中液體部分多少，流動(dòng)性大小，體現(xiàn)粘結(jié)性的 好壞，不能生成膠質(zhì)體時(shí)，則沒(méi)有粘結(jié)性。
煤的 結(jié)焦性是指煤在工業(yè)焦?fàn)t或模擬工業(yè)焦?fàn)t的 煉焦條件下結(jié)成焦炭的 能力。即具有一定粘結(jié)性的 煤，當(dāng)熱解到一定程度后，逐步硬化，形成半焦，繼續(xù)加熱從半焦到焦炭，經(jīng)熱分解和熱縮聚，進(jìn)一步析出氣體，焦質(zhì)逐漸致密，同時(shí)產(chǎn)生收縮裂紋，以上說(shuō)明煤的 結(jié)焦性包括形成半焦前的 粘結(jié)性和形成半焦后的 收縮性。
煤的 粘結(jié)性和結(jié)焦性是兩個(gè)概念，它們互相聯(lián)系，但又有不同粘結(jié)性好的 煤在形成焦塊時(shí)，可能裂紋較多，變碎，其結(jié)焦性不一定好，但結(jié)焦性好的 煤必須有良好的 粘結(jié)性；一般情況下肥煤粘結(jié)性最好，而焦煤的 結(jié)焦性最好。
三、煤的 元素組成
煤中含有多種元素，其主要元素有：
1、碳(C)是煤的 主要組成部分,以氫、氧、氮、硫構(gòu)成化合物的 形態(tài)存在。
2、氫(H)是煤的 第二重要組成，位于炭環(huán)原子網(wǎng)周?chē)褐袣浜侩S變質(zhì)程度的 加深而減少。
3、氧(O)是煤中的 重要元素之一，是反映能力最強(qiáng)的 元素，再煤中存在的 總量和形態(tài)直接影響著煤的 性質(zhì)。煤在變質(zhì)過(guò)程中不斷放出二氧化碳和水，故煤中含氧量隨變質(zhì)程度的 加深而迅速降低。從泥炭到無(wú)煙煤，含氧量由30～40%逐漸降到2～5%。
4、氮(N)是構(gòu)成煤有機(jī)物的 次要元素，主要由成煤植物的 蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化而來(lái)其含量通常在0.8～1.8%。
5、硫(S)是煤中的 雜質(zhì)，通常分為有機(jī)硫和無(wú)機(jī)硫，總稱(chēng)全硫，煤含硫量一般在1.5%以下，但高的 也可達(dá)7～8%。
第二章 焦炭的 基礎(chǔ)知識(shí)
一、焦炭的 基本概念
1、焦炭的 定義
焦炭是一種質(zhì)地堅(jiān)硬、多孔、呈銀灰色，并有不同粗細(xì)裂紋的 碳質(zhì)固體塊狀材料，其真密度約1．80～1．95，堆積密度約400～520kg／m3，由C、H、0、N、S、P等元素組成，在高爐煉鐵中起還原劑、發(fā)熱劑和料柱骨架的 作用。
2.1 硫份（St，d）
硫是生鐵冶煉的 有害雜質(zhì)之一，它使生鐵質(zhì)量降低。由高爐爐料帶入爐內(nèi)的 硫有 11% 來(lái)自礦石，3.5% 來(lái)自石灰石，82.5% 來(lái)自焦炭，所以焦炭是爐料中硫的 主要來(lái)源。焦炭硫份的 高低直接影響到高爐煉鐵生產(chǎn)。當(dāng)焦炭硫份大于1.6% ，硫份每增加 0.1% ，焦炭使用量增加1.8%，石灰石加入量增加 3.7%, 礦石加入量增加 0.3% 高爐產(chǎn)量降低 1.5～2.0%. 冶金焦的 含硫量規(guī)定不大于 1% ，大中型高爐使用的 冶金焦含2.2 磷份（P）
焦炭中的 磷份在煉鐵中大部分轉(zhuǎn)入鐵中，生鐵含磷使其冷脆性變大，用于轉(zhuǎn)爐煉鋼時(shí)，因采用酸性熔渣，磷難以除掉，生鐵含磷應(yīng)低于0.01～0.015%，用于平爐煉鋼時(shí)，因系堿性熔渣，磷可做燃料燒掉，煤煉焦時(shí)磷全部轉(zhuǎn)入焦炭，若要求低磷焦炭，必須控制焦炭含磷，我廠對(duì)磷不做要求。
2.3 灰份（Ad）
焦炭燃燒后的 殘余物為灰份，主要成分是二氧化硅、三氧化二鋁等酸性氧化物，在煉焦過(guò)程中全部轉(zhuǎn)入焦炭。灰份含量增高，在高爐冶煉過(guò)程中，為造渣所消耗的 石灰石和熱量將增加，高爐利用系數(shù)降低，焦比增加。焦炭灰份增加1%，焦炭用量增加2～2.5% 因此，焦炭灰份的 降低是十分必要的 。
2.4 揮發(fā)份（Vdaf）
將焦炭加熱到850℃以上，即從焦炭中析出揮發(fā)物，剩余部分為固定碳和灰份。根據(jù)焦炭的 揮發(fā)份含量可判斷焦炭成熟度。如揮發(fā)份大于 1.9% ，則表示焦炭成熟不好，焦炭耐磨性差，使高爐透氣性差，可能引起掛料，增加吹損，破壞高爐操作制度等惡果，；揮發(fā)份小于0.5～0.7%, 則表示過(guò)火，過(guò)火焦易碎，容易落入熔渣中，造成排渣困難、風(fēng)口燒壞等現(xiàn)象，一般成熟的 冶金焦揮發(fā)份為 1% 左右。
2.5 水份（Mt）
焦炭在102～105℃烘箱中干燥到橫重后損失量即為水份。水份波動(dòng)會(huì)使焦炭計(jì)量不準(zhǔn)，從而引起爐況波動(dòng)。此外，焦炭水份提高會(huì)使 M２５偏低， M10 偏高，給轉(zhuǎn)鼓指標(biāo)帶來(lái)誤差。
3、焦炭的 物理機(jī)械性質(zhì)
3.1 篩分組成
為使高爐透氣性好，焦炭塊度要求均勻。焦?fàn)t生產(chǎn)的 焦炭通常分為＞40mm焦炭，25～40mm的 冶金焦，10～25mm的 小塊焦和＜10mm的 粉焦四級(jí)，全焦中冶金然產(chǎn)率通常為93%左右，小塊焦為2～3%，粉焦為4～5%。為鑒定焦炭塊度的 均勻性，可用篩孔為110×110、80×80、60×60、40×40、25×25和10×10mm的 一套篩子進(jìn)行篩分試驗(yàn)，冶金焦塊度的 均勻性可用下式表示：
(40～80)
K= 
(＞80)+(25～40)
式中(40～80)、(＞80)、(25～40)為該等級(jí)焦炭占冶金焦的 重量百分比，K值越大，焦炭塊度均勻性越好。高爐最適宜的 焦炭粒級(jí)，應(yīng)視高爐溶劑、原料情況而定。我國(guó)過(guò)去對(duì)焦炭粒度要求為：對(duì)大型高爐（ 1300～2000 立方米）焦炭粒度大于 40mm；中、小高爐焦炭粒度大于 25mm。但目前一些 鋼 廠的 試驗(yàn)表明，焦炭粒度在 40～25mm為好。焦炭塊度均勻，空隙大，阻力小，高爐爐況運(yùn)行良好。
3.2 轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)
為了試驗(yàn)焦炭的 抗碎性和耐磨性，通常采用轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)來(lái)測(cè)定。我國(guó)目前采用的 的 轉(zhuǎn)鼓由兩種，一種是大轉(zhuǎn)鼓（松格林轉(zhuǎn)鼓），另一種是小轉(zhuǎn)鼓（米庫(kù)姆轉(zhuǎn)鼓）。
大轉(zhuǎn)鼓立徑為2m，鼓的 四周上裝有直徑25mm、長(zhǎng)800mm的 鋼棍，棍間被隙為25mm，裝入＞25mm熊炭試樣410公斤，以每分鐘10轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)動(dòng)15分鐘。旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，因磨擦、撞擊使部分焦炭磨損或破碎，＜25mm的 由棍間縫隙從鼓內(nèi)落出，以鼓內(nèi)殘留量的 公斤數(shù)表示焦炭的 抗碎指標(biāo)，以鼓外＜10mm的 公斤數(shù)表示耐磨損標(biāo)。大高護(hù)用冶金然要求教內(nèi)為320公斤左右，鼓外＜10mm的 ＜40公斤，中小型高爐鼓內(nèi)值可適當(dāng)降低些。
大轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)焦炭試樣用量多，有時(shí)不足以表明焦炭的 抗碎性變化，且設(shè)備龐大，故近年來(lái)不少焦化廠已采用小轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)。小轉(zhuǎn)鼓是直徑和寬度均為1000mm的 密閉轉(zhuǎn)鼓，鼓內(nèi)焊接四根100×50×10mm規(guī)格的 角鋼，互成90°，角鋼100ｍｍ的 一側(cè)指向圓心，鼓內(nèi)無(wú)通心軸，取經(jīng)圓孔篩篩分后大于25mm的 焦塊50公斤，裝入鼓內(nèi)以每分鐘25轉(zhuǎn)速度轉(zhuǎn)動(dòng)4分鐘，然后取出焦炭于孔徑25mm和10mm的 圓孔篩上過(guò)篩，以＞25mm和＜10mm的 重量各占試樣總重量的 百分?jǐn)?shù)為指標(biāo)。前者以M25表示抗碎指標(biāo)，后者以M10表示耐磨指標(biāo)，我廠使用的 就屬于小轉(zhuǎn)鼓。
二、焦炭生產(chǎn)工藝流程：
在上一章我們已經(jīng)了解，原煤經(jīng)過(guò)洗選后即可以作為洗精煤煉焦，但仍需要做一定的 工藝處理，才能達(dá)到煉焦要求，通常把原料煤在煉焦前進(jìn)行的 工藝處理過(guò)程稱(chēng)為備煤工藝過(guò)程。這個(gè)過(guò)程是在備煤作業(yè)區(qū)（原稱(chēng)備煤車(chē)間）來(lái)進(jìn)行完成的 。原料煤主要經(jīng)過(guò)配合、粉碎、調(diào)濕、除雜等一系列過(guò)程使之達(dá)到煉焦要求之后，通過(guò)皮帶被輸送到煤塔供煉焦作業(yè)區(qū)使用。
達(dá)到要求的 配合煤被送到煉焦工段。煉焦工段將配合好的 煤通過(guò)搖動(dòng)給料機(jī)從煤塔放出，裝入推焦車(chē)裝煤箱，并將煤搗固成煤餅，裝入炭化室中進(jìn)行煉焦。
三、煤的 熱解過(guò)程：
配合好的 洗精煤進(jìn)入焦?fàn)t，就開(kāi)始了所謂的 煉焦過(guò)程。煉焦過(guò)程簡(jiǎn)單的 說(shuō)：就是配合煤的 高溫干餾。即把煉焦配煤在常溫下裝入炭化室后，煤在隔絕空氣的 條件下受到來(lái)自爐墻和爐底(1000℃～1100℃ )的 熱流加熱。煤料即從炭化室墻到炭化室中心方向，一層一層地經(jīng)過(guò)于燥、預(yù)熱、分解、產(chǎn)生膠質(zhì)體、膠質(zhì)體固化、半焦收縮和半焦轉(zhuǎn)變?yōu)榻固康?過(guò)程。煤的 熱解過(guò)程大體可分力以下幾個(gè)階段：
1、干燥和預(yù)熱：200℃以前是煤的 干操和預(yù)熱階段，同時(shí)析出吸附在煤上的 二氧化碳、甲烷等氣體。
2、開(kāi)始分解：200～350℃煤開(kāi)始分解。由于側(cè)鏈的 斷裂和分解，產(chǎn)生氣體和液體，350℃前主要分解出化合水、二氧化碳、一氧化碳、甲烷等氣體，焦油蒸出量很少。
3、生成膠質(zhì)體：350～450℃時(shí)由于側(cè)鏈的 斷裂生成大且的 液體、高沸點(diǎn)焦油蒸汽和固體微粒，并形成一個(gè)多分散相的 膠體系統(tǒng)：即膠質(zhì)體，凡是能生成膠質(zhì)體的 煤都有粘結(jié)性。
4、膠質(zhì)體固化：450～550℃膠質(zhì)體中的 液體進(jìn)一步分解，一部分以氣態(tài)析出，一部分固化并與碳原子平面網(wǎng)格結(jié)合在一起，生成半焦。
5、半焦收縮：550～650℃，半焦進(jìn)一步析出氣體而收縮，同時(shí)產(chǎn)生裂紋。
6、生成焦炭；650～950℃，半焦繼續(xù)析出氣體，主要是碳原子平面網(wǎng)格周?chē)?氫析出，因而半焦繼續(xù)收縮，平面網(wǎng)格間縮合、變緊，最后生成焦炭。在此階段析出的 焦油蒸汽與熾熱的 焦炭相遇，部分進(jìn)一步熱分解，析出的 游離碳沉積在焦炭上，逸出的 蒸汽成分與低溫狀態(tài)下的 不同，這個(gè)再分解過(guò)程叫做二次熱分解。
煤的 開(kāi)始分解、膠質(zhì)體生成及固化溫度，隨煤種不同而異，一般來(lái)說(shuō)，隨變質(zhì)程度加深，開(kāi)始分解溫度、膠質(zhì)體固化溫度變高。
四、煤的 結(jié)焦機(jī)理
上面對(duì)煤的 熱解過(guò)程的 概述只能說(shuō)明煤煤熱解的 基本情況，并不反應(yīng)真正的 熱解狀態(tài)，事實(shí)上熱解過(guò)程中既存在側(cè)鏈的 斷裂，同時(shí)也發(fā)生還原性的 聚合、縮合作用，既存在鍵的 斷裂、聚合等化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)也發(fā)生熱解產(chǎn)物（固體、液體、氣體）所組成的 分散體系中，不溶解顆粒的 再分散及吸附分散介質(zhì)的 表面作用；既有化學(xué)鍵間的 作用又由于被分解出氣體不易透過(guò)膠質(zhì)體而產(chǎn)生的 壓力作用等。因此熱解過(guò)程是由許多同時(shí)進(jìn)行的 過(guò)程所進(jìn)行，熱解過(guò)成的 每一階段也并非絕然分開(kāi)，而是相互交叉的 。再加上配合煤是由各種牌號(hào)的 煤按照不同的 比例組成的 ，因此加熱時(shí)配合煤相互間更發(fā)生根復(fù)雜的 交叉的 物理化學(xué)作用。對(duì)于這樣一個(gè)復(fù)雜的 矛盾過(guò)程，我們必需抓住主要矛盾和主要矛盾方面去研究煤的 結(jié)焦機(jī)理。
下面我們從煤熱解過(guò)程中，側(cè)鏈的 斷裂和同時(shí)發(fā)生的 聚合這一基本矛盾出發(fā)，來(lái)討論煤結(jié)焦過(guò)程的 粘結(jié)和裂紋形成機(jī)理。
低變質(zhì)程度的 煤(長(zhǎng)焰煤、弱粘煤、氣煤)或煤中穩(wěn)定組、側(cè)鏈長(zhǎng)且含氧多，熱穩(wěn)定性差，在較低溫度下大部分膠質(zhì)體被分解，半焦形成前剩下的 膠質(zhì)體數(shù)量少，不能填滿殘留的 固體顆粒間空隙，粘結(jié)性差。 
高變質(zhì)程度的 煤(瘦煤)，側(cè)鏈短而少，生成的 液體量少，膠質(zhì)體粘度大，不能填滿殘留固體顆粒間的 空隙，粘結(jié)性也差。
中變質(zhì)程度的 煤(肥煤、焦煤)，側(cè)鏈適當(dāng)且含氧少，生成的 液體多，熱穩(wěn)定性好，粘度適中，有一定流動(dòng)性，有一定膨脹壓力，能形成均一的 膠質(zhì)體，粘結(jié)性好。膠質(zhì)體固化過(guò)程中，由于氣體不易穿過(guò)膠質(zhì)體，故在膠質(zhì)體內(nèi)聚集膨脹，當(dāng)其壓力大于膠質(zhì)體的 阻力時(shí)便逸出。此時(shí)，因膠質(zhì)體逐漸固化，原來(lái)聚集氣體的 空間就形成了氣孔，固化的 膠質(zhì)體與未分解的 固體殘留物結(jié)合在一起，形成了多孔的半焦。
第三章 配煤煉焦基礎(chǔ)知識(shí)
一、配煤煉焦的 定義
所謂配煤煉焦是把幾種牌號(hào)不同的 單種煤按?a定的 比例配合起來(lái)煉焦。采用配煤煉焦有很大意義，已被我國(guó)焦化廠普遍使用。
二、配煤煉焦的 優(yōu)點(diǎn)
1、節(jié)約優(yōu)質(zhì)煉焦煤，擴(kuò)大煉焦煤源 。
2、充分利用各種煤的 結(jié)焦特性取長(zhǎng)補(bǔ)短，改善冶金焦炭質(zhì)量。
3、合理利用煤炭資源，在保證焦炭質(zhì)量的 前提下，增加煉焦化學(xué)產(chǎn)品的 產(chǎn)率和煉焦煤氣的 發(fā)生量。
4、充分利用本地資源，因地制宜發(fā)展焦化企業(yè)。
三、配煤的 基本原則：
1、焦炭質(zhì)量達(dá)到規(guī)定指標(biāo)，滿足使用部門(mén)的 要求。
2、不會(huì)產(chǎn)生對(duì)爐墻有危害的 膨脹壓力和引起推焦困難。
3、在滿足焦炭質(zhì)量的 前提下，盡量多配氣煤，增加化產(chǎn)品產(chǎn)率，盡量少配優(yōu)質(zhì)煤，多配劣質(zhì)煤。
4、盡可能降低配煤中的 灰份和硫份。
5、充分利用本地資源，作到運(yùn)輸合理，降低成本，最大限度實(shí)行區(qū)域配煤。
6、力求達(dá)到配煤質(zhì)量穩(wěn)定，有利于生產(chǎn)和操作。
四、配合煤的 質(zhì)量要求
配合煤指標(biāo)范圍根據(jù)焦指標(biāo)而定，一般焦化廠主要生產(chǎn)二級(jí)焦炭，推算配合煤指標(biāo)為：水份9～11%；灰份≤9.5%；硫份≤0.85%；揮發(fā)28~32%；G值≥68；Y值13～15。粉碎細(xì)度（ 煤料被粉碎后，3mm以下粒度級(jí)的 煤的 重量占全部煤料重量的 百分?jǐn)?shù)稱(chēng)之為配煤的 細(xì)度）在90%左右；
不同牌號(hào)的 煤各有特點(diǎn)，它們?cè)谂涿褐衅鸬?作用也不相同，如果配煤方案合理，就能充分發(fā)揮各種煤的 特點(diǎn)，提高焦炭質(zhì)量。例如：氣煤的 結(jié)焦性比焦煤、肥煤差，但其膨脹壓力小，收縮大，揮發(fā)份高，在單獨(dú)煉焦時(shí)，因收縮大，使焦炭裂紋增多，降低焦炭塊度。但在配煤中，可以起到減小膨脹壓力，增加收縮使推焦順利及增加化學(xué)產(chǎn)品和煤氣的 作用。又如瘦煤粘結(jié)性較差，單獨(dú)煉焦時(shí)焦炭的 耐磨性差，但其收縮裂紋少，在配煤中配入瘦煤，可以提高焦炭的 塊度。焦煤結(jié)焦性最好，但大部分焦煤灰份硫份較高，若在配煤中配入一些低灰低硫煤，就可以克服這一缺點(diǎn)。從上述幾例中可以看出，配煤煉焦可以發(fā)揮各種煤之長(zhǎng)處，克服各種煤之短處，從而煉出優(yōu)質(zhì)焦炭來(lái)。要做到這一點(diǎn)，首先要了解各單種煤的 結(jié)焦性質(zhì)。
5.2 肥煤
肥煤是中等變質(zhì)程度的 煤，揮發(fā)份較氣煤低，粘結(jié)性好，在加熱過(guò)程中產(chǎn)生大量的 膠質(zhì)體，其熱穩(wěn)定性好，存留時(shí)間長(zhǎng)，粘度不大，但結(jié)焦過(guò)程收縮度大，產(chǎn)生大量橫裂紋。在我國(guó)配煤方案中，采用肥煤或氣肥煤為基礎(chǔ)煤來(lái)使用，主要是因?yàn)槠湔辰Y(jié)性好，可以較多配入若粘結(jié)性煤，從而煉出質(zhì)量合格的 焦炭。
5.3 焦煤
焦煤是中等變質(zhì)程度的 煤，變質(zhì)程度高于肥煤，生成年代較長(zhǎng)，單獨(dú)煉焦時(shí)，可生成熱穩(wěn)定性較好的 膠質(zhì)體，焦炭強(qiáng)度高、塊度大，耐磨性好，最適于煉制優(yōu)質(zhì)焦炭。但是貯存量小、價(jià)格高，難以大量使用，在配煤中配入焦煤，主要是用于提高焦炭強(qiáng)度。
5.4 瘦煤
瘦煤變質(zhì)程度較高，揮發(fā)份較低，在加熱過(guò)程中產(chǎn)生的 膠質(zhì)體量少且粘度大，收縮度小，單獨(dú)煉焦時(shí)焦炭塊度大，裂紋少，但焦炭的 熔融性差，從外觀上看，有粒狀物質(zhì)存在，焦炭的 耐磨性較差，配煤中配入瘦煤可提高焦炭塊度和結(jié)焦率。
5.5 1/3焦煤
1/3焦煤處于焦煤、肥煤、氣煤中間地帶，是一個(gè)指標(biāo)變化幅度較小的 煤種。故此兼有相近煤種的 性質(zhì)。其特點(diǎn)是揮發(fā)份較高，其粘結(jié)性和質(zhì)量較好的 焦煤、氣煤相當(dāng)，次于肥煤。
5.6 弱粘煤
弱黏煤揮發(fā)份和氣煤、1/3焦煤、焦煤、肥煤相近，粘結(jié)性較以上幾個(gè)煤種都很低，在加熱過(guò)程中產(chǎn)生的 膠質(zhì)體質(zhì)量差、易揮發(fā)，對(duì)焦炭的 強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響。
六、配煤方案的 制作
了解的 各單種煤的 特點(diǎn)，就可以試著做配煤方案了。按照上面介紹的 配合煤指標(biāo)，根據(jù)各單種煤的 實(shí)際指標(biāo)，做加和運(yùn)算就可以了。
例如：將下列四種煤配成煉成合格的 二級(jí)焦炭
1/3焦煤：水份12%，灰份8%，硫份0.7%，揮發(fā)份33%，G值70，Y值10
肥煤：水份14%，灰份14%，硫份1.1%，揮發(fā)份30%，G值90，Y值25
焦煤：水份9%，灰份10%，硫份0.9%，揮發(fā)份23%，G值75，Y值15
瘦煤：水份10%，灰份8%，硫份0.9%，揮發(fā)份16%，G值20，Y值0
方案制作過(guò)程：
1、二級(jí)焦炭指標(biāo)：灰份≤13.50%，硫份≤0.80%，M25≥88.0%
2、確定配合煤的 指標(biāo)范圍：
煤的結(jié)焦率一般為73～78%，設(shè)為75%，由于煤的灰份全部轉(zhuǎn)入焦炭，則配合煤的灰份為
13.5%×75%=10.12%，配合煤灰份應(yīng)小于10.13%
煤的 硫份一般60～70%轉(zhuǎn)入焦炭，設(shè)為65%，則配合煤的 硫份為
0.8%÷65×75%=0.92%，配合煤硫份應(yīng)小于0.92%
則可根據(jù)公式計(jì)算得出下表

不同要求的 焦炭質(zhì)量，各單種煤的 配入比例相差較大，就焦炭強(qiáng)度而言，焦煤的 配入比例至關(guān)重要，同時(shí)也要控制弱粘結(jié)性煤或非煉焦煤的 配入比例。
為避免由于煤質(zhì)波動(dòng)造成焦炭指標(biāo)超標(biāo)，配煤方案的 灰份硫份要盡量低于理論值，如上述配合煤灰份理論計(jì)算只要小于10.13%就可以了，實(shí)際操作時(shí)要盡量配到9.8%以下，另外制作配煤方案還應(yīng)注意配合煤水份的 控制，以免影響上煤及搗固操作。
第四章 常見(jiàn)問(wèn)題及處理方法
在實(shí)際生產(chǎn)中，焦炭質(zhì)量經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)種種問(wèn)題，比較常見(jiàn)的 有如下幾種：
一、焦炭強(qiáng)度下降
焦炭強(qiáng)度下降的 原因分析應(yīng)從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮：
1、配合煤的 粘結(jié)性和結(jié)焦性是否較低。可檢查化驗(yàn)指標(biāo)，如發(fā)現(xiàn)G值、Y值偏低，則考慮增加焦煤或肥煤的 比例。
2、配煤比執(zhí)行是否正確。可根據(jù)電腦趨勢(shì)查找，如有錯(cuò)誤立即校正。
3、配比中的 單種煤煤質(zhì)是否有變化。可查找進(jìn)廠煤化驗(yàn)單及配煤倉(cāng)化驗(yàn)單，對(duì)煤指標(biāo)波動(dòng)較大的 單種煤進(jìn)行調(diào)整。
4、焦?fàn)t爐溫是否合適。更改周轉(zhuǎn)時(shí)間時(shí)必定有個(gè)別炭化室焦炭過(guò)生或過(guò)火，屬于正常現(xiàn)象，但不會(huì)有較大影響。如爐溫確實(shí)偏低，則從推焦過(guò)程中是否冒煙判斷，通過(guò)增加地下室煤氣量使?fàn)t溫恢復(fù)正常。
5、搗固密度是否達(dá)到要求。一般來(lái)說(shuō)配合煤水份超過(guò)13%，會(huì)造成搗固困難，配合煤難以成餅，這時(shí)搗固機(jī)操作會(huì)采取多下煤、少搗固的 方法，以保證煤餅?zāi)軌蜻M(jìn)入炭化室，但煤餅堆密度會(huì)降低，這時(shí)要恢復(fù)焦炭強(qiáng)度，只能通過(guò)增加焦煤、肥煤比例來(lái)改善。
6、焦炭是否偏碎。現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證焦炭，一方面可能是焦炭過(guò)火造成的 ，另一方面也可能是配煤原因，改善方法如上所述。
7、焦炭水份是否過(guò)大。焦炭水份過(guò)大造成焦炭表面粘焦面，可引起檢測(cè)誤差，轉(zhuǎn)鼓M10偏高，M25偏低。
二、焦炭偏碎、塊度小
焦炭偏碎、晾焦臺(tái)上焦粉較多，主要是兩方面原因。
1、焦炭過(guò)火，如果絕大多數(shù)焦炭顏色灰白，即可判斷為爐溫問(wèn)題，通過(guò)調(diào)整加熱制度恢復(fù)爐溫。
2、如果焦炭顏色灰黑色，則是配煤原因。一般來(lái)說(shuō)弱粘煤和1/3焦煤配入比例偏高，容易使焦炭塊度變小。另外一種情況涉及到煤的 微觀組分，需要巖相分析，檢測(cè)起來(lái)比較繁瑣，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷是哪個(gè)煤種使焦炭變碎，進(jìn)行調(diào)整。
三、焦炭灰份、硫份升高
焦炭的 灰份、硫份突然升高，可參照焦炭強(qiáng)度下降的方法進(jìn)行判斷和處理。

▼點(diǎn)擊“閱讀原文”進(jìn)入“優(yōu)秀小說(shuō)選讀頻道"